std::iterator_traits

 

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技術仕様書

 

イテレータライブラリ

イテレータコンセプト
indirectly_readable (C++20) indirectly_writable (C++20) weakly_incrementable (C++20) incrementable (C++20) input_or_output_iterator (C++20) sentinel_for (C++20) sized_sentinel_for (C++20)	input_iterator (C++20) output_iterator (C++20) forward_iterator (C++20) bidirectional_iterator (C++20) random_access_iterator (C++20) contiguous_iterator (C++20)
イテレータプリミティブ
iterator_traits input_iterator_tagoutput_iterator_tagforward_iterator_tagbidirectional_iterator_tagrandom_access_iterator_tagcontiguous_iterator_tag (C++20) iterator (C++17で非推奨)	incrementable_traits (C++20) indirectly_readable_traits (C++20) iter_value_titer_difference_titer_reference_titer_rvalue_reference_titer_common_reference_t (C++20)(C++20)(C++20)(C++20)(C++20)
アルゴリズムのコンセプトとユーティリティ
間接呼び出し可能コンセプト
indirectly_unary_invocableindirectly_regular_unary_invocable (C++20)(C++20) indirect_unary_predicate (C++20)	indirect_binary_predicate (C++20) indirect_equivalence_relation (C++20) indirect_strict_weak_order (C++20)
共通アルゴリズム要件
indirectly_movable (C++20) indirectly_movable_storable (C++20) indirectly_copyable (C++20) indirectly_copyable_storable (C++20)	indirectly_swappable (C++20) indirectly_comparable (C++20) permutable (C++20) mergeable (C++20) sortable (C++20)
ユーティリティ
indirect_result_t	projected
イテレータアダプタ
reverse_iterator move_iterator (C++11) move_sentinel (C++20) common_iterator (C++20) counted_iterator (C++20) back_insert_iterator front_insert_iterator insert_iterator	make_reverse_iterator (C++14) make_move_iterator (C++11) default_sentinel_tdefault_sentinel (C++20)(C++20) unreachable_sentinel_tunreachable_sentinel (C++20)(C++20) back_inserter front_inserter inserter
ストリームイテレータ
istream_iterator ostream_iterator	istreambuf_iterator ostreambuf_iterator
イテレータのカスタマイゼーションポイント
ranges::iter_move (C++20)
ranges::iter_swap (C++20)
イテレータ操作
advance distance prev (C++11) next (C++11)	ranges::advance (C++20) ranges::distance (C++20) ranges::prev (C++20) ranges::next (C++20)
範囲アクセス
begincbegin (C++11)(C++14) endcend (C++11)(C++14) sizessize (C++17)(C++20)	rbegincrbegin (C++14)(C++14) rendcrend (C++14)(C++14) empty (C++17) data (C++17)

 

ヘッダ <iterator> で定義
template< class Iter > struct iterator_traits;
template< class T > struct iterator_traits<T*>;
template< class T > struct iterator_traits<const T*>;		(C++20未満)

std::iterator_traits は LegacyIterator 型の性質への統一されたインタフェースを提供する型特性クラスです。 これによりアルゴリズムをイテレータの観点のみで実装することが可能となります。

このクラスは以下の型を定義します。

• difference_type - イテレータ間の距離を表すために使用できる符号付き整数型。
• value_type - イテレータを逆参照することによって取得できる値の型。 この型は出力イテレータに対しては void になります。
• pointer - イテレートする型 (value_type) を指すポインタを定義します。
• reference - イテレートする型 (value_type) を指す参照を定義します。
• iterator_category - イテレータのカテゴリ。 イテレータカテゴリタグのいずれかでなければなりません。

このテンプレートは、その型が通常の typedef を提供しなくてもイテレータに関する情報を取得できるように、ユーザ定義のイテレータに対して特殊化しても構いません。

ユーザの特殊化は、イテレータコンセプトへの準拠を示すために、メンバ型 iterator_concept をイテレータカテゴリタグのいずれかに定義しても構いません。

(C++20以上)

テンプレート引数

Iter

-

性質を取得するイテレータ型

メンバ型

メンバ型	定義
difference_type	Iter::difference_type
value_type	Iter::value_type
pointer	Iter::pointer
reference	Iter::reference
iterator_category	Iter::iterator_category

Iter が5つのメンバ型 difference_type、 value_type、 pointer、 reference および iterator_category をすべて提供していない場合、このテンプレートはこれらの名前のいずれのメンバも持ちません (std::iterator_traits は SFINAE-friendly です)。

(C++17以上) (C++20未満)

Iter が pointer を持たないけれども他の4つのメンバ型をすべて持つ場合、メンバ型は以下のように宣言されます。 メンバ型 定義 difference_type Iter::difference_type value_type Iter::value_type pointer void reference Iter::reference iterator_category Iter::iterator_category そうでなく、 Iter が説明専用コンセプト __LegacyInputIterator を満たす場合、メンバ型は以下のように宣言されます。 メンバ型 定義 difference_type std::incrementable_traits<Iter>::difference_type value_type std::readable_traits<Iter>::value_type pointer 有効であれば Iter::pointer、そうでなければ、有効であれば decltype(​std::declval<Iter&>().operator->())、そうでなければ void reference 有効であれば Iter::reference、そうでなければ std::iter_reference_t<Iter> iterator_category 有効であれば Iter::iterator_category、 そうでなく、 Iter が __LegacyRandomAccessIterator を満たす場合は std::random_access_iterator_tag、 そうでなく、 Iter が __LegacyBidirectionalIterator を満たす場合は std::bidirectional_iterator_tag、 そうでなく、 Iter が __LegacyForwardIterator を満たす場合は std::forward_iterator_tag、 そうでなければ、 std::input_iterator_tag そうでなく、 Iter が説明専用コンセプト __LegacyIterator を満たす場合、メンバ型は以下のように宣言されます。 メンバ型 定義 difference_type 有効であれば std::incrementable_traits<Iter>::difference_type、そうでなければ void value_type void pointer void reference void iterator_category std::output_iterator_tag そうでなければ、このテンプレートはこれらの名前のいずれのメンバも持ちません (std::iterator_traits は SFINAE-friendly です)。

(C++20以上)

特殊化

この型特性はイテレータとして使用できるユーザ提供の型に対して特殊化しても構いません。 標準ライブラリはポインタ型 T* に対する2つの部分特殊化を提供しています。 これによりすべてのイテレータベースのアルゴリズムを生のポインタで使用することが可能となります。

T* 特殊化のメンバ型

std::is_object_v<T> が真の場合にのみ特殊化されます。

(C++20以上)

メンバ型	定義
difference_type	std::ptrdiff_t
value_type	T (C++20未満)std::remove_cv_t<T> (C++20以上)
pointer	T*
reference	T&
iterator_category	std::random_access_iterator_tag
iterator_concept(C++20以上)	std::contiguous_iterator_tag

const T* 特殊化のメンバ型 メンバ型 定義 difference_type std::ptrdiff_t value_type T pointer const T* reference const T& iterator_category std::random_access_iterator_tag

(C++20未満)

例

以下の例は双方向イテレータに対する汎用の reverse() の実装を示します。

Run this code

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <list>
 
template<class BidirIt>
void my_reverse(BidirIt first, BidirIt last)
{
    typename std::iterator_traits<BidirIt>::difference_type n = std::distance(first, last);
    --n;
    while(n > 0) {
        typename std::iterator_traits<BidirIt>::value_type tmp = *first;
        *first++ = *--last;
        *last = tmp;
        n -= 2;
    }
}
 
int main()
{
    std::vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
    my_reverse(v.begin(), v.end());
    for (int n : v) {
        std::cout << n << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
 
    std::list<int> l{1, 2, 3, 4, 5};
    my_reverse(l.begin(), l.end());
    for (auto n : l) {
        std::cout << n << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
 
    int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    my_reverse(a, a+5);
    for (int i=0; i<5; ++i) {
        std::cout << a[i] << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
 
//    std::istreambuf_iterator<char> i1(std::cin), i2;
//    my_reverse(i1, i2); // コンパイルエラー
 
}

出力:

5 4 3 2 1
5 4 3 2 1
5 4 3 2 1

関連項目

iterator (C++17で非推奨)	シンプルなイテレータのための型要件の定義を簡単にする基底クラス (クラステンプレート)
input_iterator_tagoutput_iterator_tagforward_iterator_tagbidirectional_iterator_tagrandom_access_iterator_tagcontiguous_iterator_tag (C++20)	イテレータのカテゴリを表すために使用される空のクラス型 (クラス)